背景技术:
0、技术背景
1、在人口稠密的城市,例如中国香港,有着大量的高层建筑在商业和住宅用途。定期检查建筑物至关重要,以保障居民和公众的安全。
2、目前,外墙检查主要由受训的操作员进行,需要搭建脚手架或使用吊舱。操作员必须手动敲击墙壁并搜寻缺陷区域。“空心”敲击声代表可疑的区域,需要采取后续措施,例如修复。为了标记剥离区域,操作员需要来利用记号笔、喷漆器或油漆进一步标记该区域。然而,这种高空作业对操作员来说是十分危险的,经常导致受伤甚至死亡。此外,由人工操作员进行的检查的可靠性和一致性涉及主观经验的判断,传统的检查方法还有很大的提升空间。如果没有可靠的建筑物检查方法,外墙老化、碎片剥落可能会对公众造成潜在威胁。
技术实现思路
1、本发明的实施例涉及建筑物或结构立面操作。具体而言,本发明的实施例提供了一种系统和装置,其能够装配各种工具(例如,检查工具和标记工具)在末端执行器,以用于包括立面检查和其它立面操作的各种应用。在某些实施例中,一个或多个机器人载体平台可配置于建筑物的屋顶上,以将末端执行器输送到立面的指定位置。某些实施例可在载体平台上装配底盘基座和一个或多个机动化绞盘,使得末端执行器可被输送到指定位置,同时避开立面的特征和凸出部分。
2、实施例提供了一种缆索驱动的机器人系统,以执行基于物理接触的立面操作包括外墙检测。机器人系统包括用于移动的载体平台和用于立面操作的末端执行器。载体平台配备一个或多个缆索致动机构(例如,一个或多个绞盘),可用于在建筑物的屋顶上操作。缆索致动机构引导并驱动连接到末端执行器的缆索,通过调整缆索可以将末端执行器驱动到立面上的指定位置。载体平台可以是固定的或移动的。载体平台可装配移动底盘,与绞盘的运动相协调以移动并定位末端执行器。本系统还可以在载体平台或移动底盘或两者上装配锚固机构,用于固定或抵消载体平台的负载。末端执行器可装配各种工具,包括检查工具和标记工具,以探测混凝土或外墙状况并标记剥离风险高的缺陷区域。除了在相关区域的表面上直接标记外,并可以通过分析整个立面或一个或多个部分或定义区域的检查数据,并且生成混凝土或外墙健康报告(可选项包括地图、检查表或检查清单),用以指导后续行动。
3、在某些检查任务的实施例中,某些检查数据可以进行数字化记录和分析,而相关领域的现有方法依赖于专业人员对检测区域的主观判断。本发明的实施例基于传感器测量指定区域来获得客观数据,因此能够提供更准确的结果。与传统的锤击测试方法相比,本实施例可以有效降低检查员的学习门槛。
4、实施例可以提供简易部署的系统,其能够检查具有各种特征和凸出部分的大而不平整的立面,安全地进行精确检测,并能够执行多种多样的非接触式或物理接触式探测任务。在某些实施例中,载体平台的移动底盘可以方便地移动末端执行器。绞盘和移动底盘的协调运动还可以适应建筑物的特征并避开障碍物,以便在底切(undercut)和不平坦区域进行检查。锚固机构可以为末端执行器的运行提供稳定的平台。与人工操作相比,机器人系统可以在到达难以接近和危险的区域,同时实现更高的分辨率,并可以消除盲点和受伤风险。在某些实施例中,载体可以携带不同的接触式或非接触式的传感器,包括摄像头、红外传感器、腐蚀传感器、超声波传感器、探地雷达(gpr)或冲击回波传感器,用于检查立面状况。
1.一种机器人系统,用于具有不规则表面、不同特征和凸出部分的建筑物立面操作,所述系统包括:
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述至少两条缆索各自横跨在所述末端执行器和位于建筑物屋顶上的载体平台之间。
3.根据权利要求1所述的系统,进一步包括位于所述末端执行器上的一个或多个立面探测传感器。
4.根据权利要求3所述的系统,其中,选择的一个或多个信号发生器,包括但不限于冲击发生器、超声波发射器和电磁波发射器,将其装配在载体上,并且利用产生的信号来探测立面。
5.根据权利要求3所述的系统,进一步包括装配在所述末端执行器上用于在立面上进行标记的标记工具。
6.根据权利要求5所述的系统,进一步包括所述末端执行器上的稳定机构,所述稳定机构用于将载体稳定在立面上。
7.根据权利要求5所述的系统,进一步包括所述末端执行器上的稳定机构,所述稳定机构用于提供足够的力来稳定载体,让传感器可以有效探测立面。
8.根据权利要求6所述的系统,进一步包括用于调整稳定力的方向和位置的可重构机构。
9.根据权利要求8所述的系统,进一步包括装配在所述载体平台上的位移机构,所述位移机构用于驱动所述系统的位移。
10.根据权利要求1所述的系统,进一步包括装配在所述载体平台上、用于致动所述至少两条缆索的缆索致动机构。
11.根据权利要求10所述的系统,进一步包括缆索管理机构,以在所述缆索致动机构和所述末端执行器之间对所述至少两条缆索进行布线。
12.根据权利要求5所述的系统,其中,所述标记工具包括材料涂敷器。
13.根据权利要求12所述的系统,进一步包括装配在载体或所述载体平台上的贮存器和泵送系统,以将涂敷材料输送到所述标记工具。
14.根据权利要求1所述的系统,进一步包括装配在载体或所述载体平台上的一个或多个位置传感器,以提供相对位置反馈用于协调运动。
15.根据权利要求1所述的系统,进一步包括装配在所述载体平台上的、用于防止所述末端执行器坠落的坠落保护机构。
16.根据权利要求1所述的系统,进一步包括在所述载体平台上的、用于向所述载体平台提供固定作用的锚固机构。
17.一种具有不规则表面、不同特征和凸出部分的建筑物立面操作方法,所述方法包括使用根据权利要求9所述的系统、根据立面检测传感器的反馈信号、通过标记工具标记立面的指定区域。
18.根据权利要求17所述的方法,包括协调移动机构和至少两条缆索的运动,以使所述系统适应建筑物几何形状。
19.根据权利要求18所述的方法,包括获取建筑物立面的视觉图像,将图像转化为虚拟模型,并使用所述虚拟模型来引导检测操作并规划一个或多个特定的检测区域。
20.根据权利要求19所述的方法,包括将所述一个或多个特定的检测区域规划到所述建筑物立面的所述虚拟模型中。
